[發明專利]宏觀熱導率計算方法及其計算裝置、存儲介質和設備

在審

• 申請號: 202010877095.0
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN114117874A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 魯濟豹;陸曉欣;孫蓉
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G16C10/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

1.一種熱界面材料結構模型的宏觀熱導率計算方法，其特征在于，所述宏觀熱導率計算方法包括：

將預先構建的熱界面材料結構模型劃分為預定數量的單元晶胞，其中所述預定數量的單元晶胞包括多類熱導率不同的單元晶胞，且各個單元晶胞的尺寸相同；

依次獲取每個單元晶胞的熱導率和位置參數；

根據每個單元晶胞的熱導率和位置參數計算得到每個單元晶胞的熱流場和溫度梯度場；

根據所有單元晶胞的熱流場和溫度梯度場得到所述熱界面材料結構模型的宏觀熱導率。

2.根據權利要求1所述的熱界面材料結構模型的宏觀熱導率計算方法，其特征在于，獲取每個單元晶胞的熱導率的方法包括：

計算每個所述單元晶胞的判定點與各個填充顆粒的球心之間的距離；

根據每個所述單元晶胞的判定點與各個填充顆粒的球心之間的距離和各個填充顆粒的半徑的大小關系確定每個單元晶胞的材料屬性；

根據每個單元晶胞的材料屬性確定每個單元晶胞的熱導率。

3.根據權利要求2所述的熱界面材料結構模型的宏觀熱導率計算方法，其特征在于，根據每個所述單元晶胞的判定點與各個填充顆粒的球心之間的距離和各個填充顆粒的半徑的大小關系確定每個單元晶胞的材料屬性的方法包括：

判斷所述單元晶胞的判定點與各個填充顆粒的球心之間的距離是否小于或等于所述填充顆粒的半徑；

若是，則確定所述單元晶胞的材料屬性為顆粒屬性；

若否，則判斷所述單元晶胞與所述填充顆粒的距離和所述填充顆粒的半徑差值是否小于或等于預定值；

若是，則確定所述單元晶胞處于所述填充顆粒的界面區域內，并確定所述單元晶胞的材料屬性為界面層屬性；

若否，則確定所述單元晶胞的材料屬性為基體屬性。

4.根據權利要求3所述的熱界面材料結構模型的宏觀熱導率計算方法，其特征在于，所述宏觀熱導率計算方法還包括：

判斷所述單元晶胞是否同時處于相鄰兩個所述填充顆粒的界面區域內；

若是，則確定所述單元晶胞的材料屬性為接觸層屬性。

5.根據權利要求1所述的熱界面材料結構模型的宏觀熱導率計算方法，其特征在于，根據每個單元晶胞的熱導率和位置參數計算得到每個單元晶胞的熱流場和溫度梯度場的方法包括：

步驟一：根據如下變換關系計算所述單元晶胞的溫度梯度Θⁱ(x)，其中pⁱ(x)表示極化場，k(x)表示單元晶胞的熱導率，k₀為常數，x為單元晶胞的位置參數，i為迭代次數，

Θⁱ(x)＝(k(x)-k₀)^-1·pⁱ(x)；

步驟二：將步驟一中的溫度梯度Θⁱ(x)和極化場pⁱ(x)轉換為傅里葉空間的溫度梯度Θⁱ(ξ)和傅里葉空間的極化場pⁱ(ξ)；

步驟三：根據如下變換關系計算得到傅里葉空間的單元晶胞的熱流場qⁱ(ξ)，

qⁱ(ξ)＝k₀·Θⁱ(ξ)+pⁱ(ξ)；

步驟四：根據步驟二得到溫度梯度Θⁱ(ξ)和步驟三得到的熱流場qⁱ(ξ)計算得到迭代誤差，其中，在迭代誤差小于或等于閾值時，停止迭代計算，將步驟二得到溫度梯度Θⁱ(ξ)和步驟三得到的熱流場qⁱ(ξ)作為單元晶胞最終的溫度梯度和溫度梯度；在迭代誤差大于閾值時，執行步驟五；

步驟五：對步驟二中的傅里葉空間的極化場pⁱ(ξ)進行更新，并將更新得到的pⁱ⁺¹(ξ)轉換為實體空間的極化場pⁱ⁺¹(x)，執行步驟一。